Процедура прогнозирования для оценки помех между станциями, находящимися на поверхности Земли, на частотах выше приблизительно 0,1 ГГц (стр. 12 )

После этого значения усиления антенны можно получить из диаграммы направленности антенны, из максимального усиления антенны и из угла отклонения от опорной оси антенны, который является функцией местоположения в пределах очага дождя. По умолчанию могут использоваться диаграммы направленности согласно Рекомендации МСЭ-R P.620 (также МСЭ-R F.699) или МСЭ-R F.1245, при этом отмечается, что в последней боковые лепестки имеют более низкие уровни. Заметим, что для целей интегрирования требуются значения усиления в линейных единицах.

Шаг 5. Определение длин трасс в пределах очага дождя

Теперь определим потери на трассе в элементе интегрирования в направлении на каждую станцию, A1 и A2, которые зависят от длины трассы и от положения в пределах очага дождя.

Очаг дождя разбивается на три объема, как показано на рисунке 9. В нижнем объеме эффективная площадь рассеяния постоянна по всему очагу дождя и определяется коэффициентом отражения радара, ZR, на уровне земли при ζ(h) = 1. Трассы в пределах очага дождя в направлении на каждую станцию, x1 и x2, подвержены влиянию ослабления в дожде. В среднем объеме элемент интегрирования расположен выше высоты слоя дождя, а эффективная площадь рассеяния уменьшается как функция высоты над слоем дождя со скоростью –6,5 дБ/км. Однако какая-то часть f каждой трассы все же пересекает очаг дождя ниже высоты слоя дождя, в зависимости от геометрии, и поэтому такие трассы подвергаются воздействию дополнительного ослабления в дожде вдоль тех участков длины трассы, fx1,2, которые пересекают очаг дождя. В верхнем объеме элемент интегрирования расположен выше слоя дождя и ни одна из частей трасс не пересекает очаг дождя ниже высоты слоя дождя. Поэтому на такие трассы ослабление в дожде не оказывает влияния.

Длины трасс в этих объемах определяются теперь следующим образом.

РИСУНОК 9

Объемы интегрирования в пределах очага дождя

Нижний объем

В нижнем объеме элемент интегрирования всегда находится ниже высоты слоя дождя, hR, и все трассы в пределах очага дождя подвержены влиянию ослабления в дожде, т. е.:

                дБ,        (120)

где – это погонное ослабление в дожде (дБ/км), а коэффициенты k1,2 и α1,2 определяются как функции частоты f, поляризации τ и угла места ε1,2 трассы в Рекомендации МСЭ‑R P.838. Отметим, что погонное ослабление в дожде зависит от угла места трассы и в принципе должно рассчитываться для каждого элемента интегрирования для каждого значения координат (r, ц, h). Однако изменение в зависимости от угла места невелико и достаточно определить значения для γR только один раз для трасс в направлении каждой станции, основываясь на соответствующих углах места антенн.

Длины трасс rx1, rx2, x1 и x2 определяются из геометрических построений следующим образом. На рисунке 10 показан вид в горизонтальной плоскости через проекцию элемента интегрирования А в точке B на плоскости земли. Для данного расчета предполагается, что скорректированная высота h2 Станции 2 первоначально равна нулю. Это обстоятельство учитывается далее.

РИСУНОК 10

Вид в плане на геометрические построения при рассеянии в элементе интегрирования

Рассчитаем горизонтальное расстояние dx1 от Станции 1 до края очага дождя (точка X1) с использованием теоремы косинусов (вводя отрицательный знак, поскольку это ближайший край):

                км.        (121)

Расстояние по наклонной трассе до края очага дождя в этом случае составляет:

                км.        (122)

Определяем угол смещения элемента интегрирования в точке A для Станции 2:

               ,        (123)

где указывается по формуле:

                       (124)

и

                км.        (125)

Затем горизонтальное расстояние dx2 определяется из теоремы косинусов:

                       км.        (126)

Рассчитаем расстояние от Станции 2 до края очага дождя:

                км.        (127)

Теперь необходимо рассмотреть два случая.

Случай 1. Когда Станция 1 расположена вне очага дождя, т. е. когда В этом случае только часть трассы от элемента интегрирования A до Станции 1 будет находиться в пределах очага дождя и, следовательно, подвергаться ослаблению.

Случай 2. Когда угол места очень большой и Станция 1 расположена в пределах очага дождя, т. е. когда d1 ≤ dc/2. В этом случае вся трасса вплоть до высоты слоя дождя будет всегда находиться в пределах очага дождя и таким образом испытывать ослабление.

Длина трассы x1 для расчета ослабления вдоль трассы по направлению к Станции 1 определяется из следующего выражения:

                км        (128)

и длина трассы x2 для расчета ослабления вдоль трассы по направлению к Станции 2 определяется из:

                км.        (129)

Таким образом, для случаев, когда элемент интегрирования находится ниже высоты слоя дождя, ослабление при прохождении через очаг дождя можно определить в линейных единицах из выражения:

               ,        (130)

где:

               k = 0,23026 – константа для перевода ослабления из дБ в неперы.

Средний и верхний объемы

В этих объемах элемент интегрирования находится выше высоты слоя дождя, hR, но некоторые участки трасс в направлении на каждую из станций могут проходить через очаг дождя на высоте ниже hR. Это явление будет наблюдаться только в случаях, когда углы места элемента интегрирования A, εA1,2, меньше углов εC1,2, образуемых на каждой станции ближайшим верхним углом очага дождя, т. е. если:

               

и

               .

В таких случаях должно учитываться результирующее ослабление. Это особенно важно для случая 2, выше, когда одна из антенн имеет очень большой угол места и станция расположена в пределах очага дождя.

На основании рисунка 9 высоты, на которых лучи от элемента интегрирования в точке A проходят через края очага дождя, можно определить из отношений горизонтальных расстояний от каждой станции до края очага дождя и до точки B:

                км.        (131)

Участки длины трасс fx1,2, которые приходятся на очаг дождя, можно определить из отношений:

                км.        (132)

В заключение рассчитаем ослабление в линейных единицах для случаев, когда элемент интегрирования находится выше высоты слоя дождя, hR:

               .        (133)

Этот шаг далее определяет подынтегральное выражение для передаточной функции рассеяния.

Шаг 6. Ослабление вне очага дождя

В используемой здесь структуре дождь ограничивается только границами очага дождя с диаметром dc, определяемым из геометрии согласно шагу 2, а интенсивность дождевых осадков считается одинаковой в пределах очага дождя. В общем случае дождь будет распространяться и за пределы этой области, причем интенсивность его уменьшается по мере увеличения расстояния от центра очага, и это следует учитывать. Однако если станция расположена внутри очага дождя, то для такой станции внешнее ослабление за счет дождя приниматься во внимание не будет. Кроме того, если элемент интегрирования находится достаточно высоко над слоем дождя, так что никакая часть трассы до любой из станций не проходит через очаг дождя, в этом случае внешнее ослабление вдоль такой трассы не учитывается.